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Medicine

유출 협착증을 가진 Aortocaval 누공을 사용하여 중앙 정맥 협착증의 뮤린 모형

Published: July 11, 2019 doi: 10.3791/59540

Summary

대반 카발 누공은 두 벽을 통해 뮤린 적외선 대인 대공을 열등한 정맥으로 뚫고 열등한 정맥 카바의 부분 결찰을 통해 유출에 협착증을 생성하여 만들어졌습니다. 이 재현 가능한 모델은 중앙 정맥 협착증을 연구하는 데 사용할 수 있습니다.

Abstract

중앙 정맥 협착은 동맥 누공 (AVF) 실패에 기여하는 중요한 실체입니다. 뮤린 AVF 모델은 중앙 정맥 협착을 모방, 누공의 유출에 열등한 정맥 카바 (IVC)의 부분 결찰을 만들기 위해 수정되었다. 이 모델의 기술적 측면이 소개됩니다. 대반과 IVC는 복부 절개 에 따라 노출됩니다. 적외선 대공 대공및 IVC는 근위 클램핑을 위해 해부되고, 원위 대위대음은 펑크에 노출됩니다. 왼쪽 신장 정맥과 대동맥 분기 사이의 중간점에 있는 IVC는 신중하게 해부되어 8-0을 배치합니다. IVC 아래에 있는 봉합사. 대나무와 IVC를 클램핑 한 후 AVF는 25G 바늘로 두 벽을 통해 적외선 대불을 IVC로 뚫고 22G 정맥 내 (IV) 카테터와 IVC를 함께 결찰하여 생성됩니다. 카테터를 제거하여 폐색없이 재현 가능한 정맥 협착을 만듭니다. 대류와 IVC는 1 차 적인 지혈을 확인한 후에 가두지 않습니다. 중앙 정맥 협착증의 이 새로운 모형은 능력을 발휘하기 쉽고, 재현가능하며, AVF 실패에 대한 연구를 용이하게 할 것입니다.

Introduction

동맥 누공 (AVF)은 혈액 투석에 대한 가장 일반적인 접근이며, 이식편이나 중앙 정맥 카테터와 같은 다른 접근에 비해 우수한 개통및 감소 된 감염과 함께. 그러나 AVF의 최대 60 %가1,2,3을성숙시키지 못합니다. 최근 체계적인 검토에 따르면 1 년 의 1 차적인 가성비는 단지 60% 4. 정맥 유출을 따라 협착은 주로 AVF 성숙의 실패를 야기5,6. 누공에 협착근 근위 경향이 특정 특성 위치가 있습니다 : 방사성 누공에 대한 병선 astomotic 스윙 세그먼트, brachiocephalic 누공에 대한 두개 아치 영역과 이전에 누공에 대한 중앙 정맥 입측 쇄신 또는 내부 경정맥 카테터7,8.

중앙 정맥 협착증은 AVF가없는 환자에서 종종 자각 증상이 없지만 누공 흐름 9에 의해 도전 할 때 정맥 고혈압뿐만 아니라 누공 성숙의실패에 의한 심자 말단 부종을 일으킬 수 있습니다. 중앙 정맥 협착증의 병리생리학은 장치 배치 후에 염증 및 활성화 된 응고 캐스케이드와 가장 관련이 있습니다. 더욱이, 카테터 팁의 일정한 움직임뿐만 아니라 누공에서 증가된 흐름은 전단 응력의 변화시킬 수 있으며, 이로 인해 혈소판 증착 및 정맥벽이 두꺼워지게한다 10. 중앙 정맥 협착증에 기인한 AVF 실패의 근본적인 기계장치를 이해하기 위하여는, AVF를 가진 중앙 정맥 협착증을 모방하는 동물 모형이 필요합니다.

우리는 인간 AVF의 임상 과정을 수행하고 마스터하고 다시 요약하기 쉬운 뮤린 대공관 누공 모델을 설립했습니다. 11 우리는 정맥 협착증을 가진 새로운 뮤린 AVF 모형을 만들기 위하여 몇몇 이전에 설치한 뮤린 모형의 개념 그리고 기술을 적용했습니다. 우리는 중앙 정맥 협착증의 연구에 사용될 수있는 유출 누공에 IVC 협착이있는 뮤린 대공 관 누공 모델을 소개합니다.

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Protocol

모든 실험은 예일 대학 기관 동물 관리 및 사용위원회 (IACUC)의 승인으로 수행되었다.

1. 마취 및 수술 전 절차

  1. 오토클레이브를 통해 모든 수술 기구와 재료를 살균하십시오. 열 지지 장치가 따뜻하다는 것을 확신하도록 켜십시오 (40-42 °C).
  2. 9-11주 된 C57BL/6 마우스를 아크릴 유도 챔버에 넣고 기화된 2.5% 이소플루란과 0.8 L/min 산소로 마취시다. 마취 유도는 약 3 분 이 걸립니다.
  3. 챔버에서 마우스를 제거합니다. 발가락 핀치, 귀 핀치 및 꼬리 핀치로 마취의 깊은 면을 확인하십시오. 수술 부위에 마우스를 놓고 실리콘 마스크를 사용하여 2.5 % 이소플루란을 전달하십시오. 0.1 mg/kg의 진통에서 부프레노르핀을 제공하고 눈에 안과 연고를 바르소하십시오.
  4. 목의 복부 쪽에서 털 제거제 인 Nair를 사용하여 하복부까지 털을 제거하십시오.
  5. 10 % 포비도 요오드 및 70 % 이소 프로판올이있는 2 단계 스크럽을 사용하여 수술 부위를 정화하고 소독하십시오. 외과 용 드레이프를 바하십시오.

2. 수술 절차

  1. 클램프 및 펑크 부위 노출
    1. 멸균 기구를 준비하고 수술 내내 멸균을 유지하기 위해 멸균 장갑을 착용하십시오.
    2. 피부 깊은 중간선 복부 절개를 하부 간 가장자리의 수준에서 치골 바로 위에 메스로 만듭니다. 복강을 열기 위해 가위로 근육을 잘라냅니다.
    3. 복부에 리트랙터를 삽입하고 오른쪽으로 창자를 당깁니다. 식염수에 흠뻑 젖은 거즈를 감싸서 촉촉하게 유지하세요. 방광과 정액 소포 (수컷 마우스에서)를 retreive하고 꼬리 쪽으로 당깁니다. 대동맥과 IVC의 전체 보기를 얻기 위해 마이크로 바늘 홀더로 직장과 retroperitoneum 사이의 장간관을 해부하십시오.
    4. 마이크로 니들 홀더를 사용하여 후복막 조직을 둘러싼 측면 및 등지에서 적외선 대단과 IVC en bloc을 해부하여 함께 클램프합니다.
    5. 주변 조직을 해부하여 왼쪽 신장 정맥에서 대동맥 분기까지의 거리의 약 3 분의 3에 대동맥 천자 부위를 노출시다.
  2. IVC 해부
    1. 적외선 신장 IVC와 대치 사이의 해부는 즉시 왼쪽 신장 정맥에 말단. 왼쪽 신장 정맥과 대동맥 분기 사이의 중간까지 해부를 확장하여 협착에 대한 상류 및 하류의 적외선 IVC를 수술 후 관찰 할 수 있습니다.
      참고 : IVC와 대동맥 사이의 무딘 해부는 IVC와 대동맥 사이의 결합 조직이 상대적으로 느슨한 왼쪽 신장 정맥에 즉시 말단에서 수행되어야합니다.
    2. 그 수준에서 대장에서 IVC를 분리하고 주변 조직에서 IVC를 해부하는 창을 만듭니다. 8-0 배치 폴리아미드 모노필라멘트 봉합사는 먼저 IVC 및 대불(그림1A)아래에 봉합사를 배치한 다음, 창문을 통해 봉합사 끝을 당겨 IVC(그림1B)아래에 봉합사를 놓는다.
      참고: IVC는 깨지기 쉽기 때문에 대동맥 출현을 따라 해부하는 것은 IVC뿐만 아니라 작은 IVC 또는 대동맥 가지가 손상되는 것을 방지하기 위한 창을 만드는 데 유용합니다. 출혈이 발생하면 통제 할 수 없습니다. IVC에 서로 다른 측면 분기가 있는 경우 8-0 나뭇가지에 의한 봉합.
  3. AVF 생성
    1. 바늘 끝에서 ~ 4mm 지점에서 45-60 ° 각도로 25G 바늘을 구부립니다.
    2. 마이크로 수술 클립을 적용하여 적외선 대진및 IVC를 클램프합니다.
    3. 대동맥을 중간및 회전하여 분기를 둘러싼 결합 조직을 파악하여 대동맥의 펑크 부위를 복부 쪽으로 약간 펴서 노출시다.
    4. 대장을 적당한 위치에 잡고, 조리된 25 G 바늘을 사용하여 대회를 통해 IVC내로구멍을 뚫는다(도 1C).
    5. 대인을 풀어 내고 대공의 왼쪽에서 당기는 주변 조직으로 펑크 부위를 덮습니다. 바늘을 꺼내면 면봉을 사용하여 천자 부위를 부드럽게 누릅니다.
  4. IVC 협착증의 생성
    1. IVC에 22 G IV 카테터 의 팁을 놓습니다(재료 참조). 8-0과 함께 IV 카테터와 IVC를 리게이트 봉합사(그림1D)를제거한 다음 IV 카테터를 제거합니다.
    2. 기본 지혈 (그림1E)을 확인한 다음 대류와 IVC를 풀습니다. 지혈을 보장하기 위해 천자 부위를 1 분 더 덮으하십시오.
      참고 : 협착에 대한 IVC 혈전증 말단을 피하기 위해 너무 오래 고정하지 마십시오.
    3. 장기를 원래 위치로 되돌리고 6-0 봉합사로 복부를 닫습니다.

3. 수술 후 절차

  1. 복부 상처의 폐쇄 후, 이소플루란 흡입을 중단하십시오. 마우스를 침구가 없는 개별 케이지에 넣고 저체온증을 방지하기 위해 열 지지 장치에 케이지를 놓습니다.
    참고: 마우스가 흉골 의 힘을 달성하고 유지할 때까지 관찰됩니다. 지역 IACUC의 권고에 따라 진통 및 상처 치료를 포함한 수술 후 치료를 적용하십시오. 진통을 위해 우리는 0.1 mg/kg의 근육내 로 부프레노르핀을 사용하며, 필요에 따라 수술 후 48시간 동안 12시간마다 사용됩니다.
  2. 도플러 초음파를 사용하여 수술 후 AVF 개질을 확인하십시오 (재료 참조). 또한 필요에 따라 다른 용기 및 유동 특성을 측정합니다.

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Representative Results

수컷 마우스는 AVF와 IVC 협착증을 모두 만들기 위해 위에서 언급한 수술을 받았습니다. 대조군 마우스는 AVF를 동시 생성하지 않고 IVC를 둘러싼 조직의 개복술 및 해부, 예를 들어, 가짜 절차 또는 IVC 협착증의 생성만을 겪었다.

IVC는 수술 후 7일째에 도플러 초음파로관찰하였다(도 2). IVC의 누공 및 협착 부위는 세로도에서 쉽게 검출되었다(도2C,E). 누공과 협착 사이의 IVC는 협착증을 갖는 AVF를 갖는 마우스에서 팽창시켰다. 초음파 파형은 협착의 시점에서 IVC에서 검사하였다 (도2D,F). 단독으로 협착증을 베어링 마우스에서, AVF없이, 협착 세그먼트는 샴 작동 마우스보다 더 많은 스펙트럼 확대와 정맥 파형을 보였다 하지만 많은 맥동없이. 그러나, 협착뿐만 아니라 AVF를 갖는 마우스에서, 협착 구간은 스펙트럼 확대 이외에 맥동성 파형을 보였다. 협착증을 갖는 AVF를 갖는 마우스에서협착증에서의 유동의 시간 평균 최대 속도는 협착단독을 갖는마우스보다 유의하게 높았다(표 1).

도플러 초음파 B 모드는 수술 후 7일째에 IVC를 평가하기위해 횡방향뷰에서 사용되었다(표 1). 협착단독을 갖는 마우스에서의 평균 IVC 직경은 협착증뿐만 아니라 AVF를 갖는 마우스와 유사하였다(표 1). IVC의 백분율 협착은 NASCET 방법12에따라 계산되었습니다. 업스트림 세그먼트 또는 다운스트림 세그먼트를 기준으로 하여, 협착에 더하여 AVF를 갖는 마우스에서 백분율 협착이현저히 컸다(표 1).

Figure 1
그림 1. 정맥 협착증과 뮤린 AVF 모델의 수술 사진. (A) 8-0 배치 왼쪽 신장 정맥 (노란색 화살표 헤드)와 대동맥 분기 사이의 중간에 IVC (파란색 화살표 촉수)와 대동맥 (빨간 화살표 헤드) 아래 봉합사, 존재하는 경우 어떤 큰 IVC 가지에 distally. (B) 봉합사를 IVC 아래에만 놓습니다. (C) 근위 클램핑 후, 대공에 두 벽을 뚫고 IVC에 구멍을 뚫습니다. (D) 22 G IV 카테터와 IVC의 팁을 배치된 봉합사와 함께 묶습니다. ((E) 카테터를 분리하고 클램프를 풀다. IVC 협착을 통해 동맥 혈류를 관찰 할 수 있습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

Figure 2
그림 2. 수술 후 7 일째에 초음파 발견. 상단 : 가짜 절차와 마우스의 대표 이미지. (A) B 모드 이미지는 세로도에서 IVC를 보여줍니다. 왼쪽은 두개골쪽입니다. (B) 침해 IVC의 파형. 중간: 협착 단독을 가진 마우스의 대표적인 심상. (C) B 모드 이미지는 세로도에서 협착(노란색 별표)을 포함하는 IVC를 나타낸다. 왼쪽은 두개골쪽입니다. (D) 협착 부위의 파형. 바닥: 협착증을 가진 AVF를 갖는 마우스의 대표적인 심상. (E) B 모드 이미지는 누공(흰색 별표) 및 협착증을 포함한 IVC를 보여줍니다. 왼쪽은 두개골쪽입니다. (F) 협착 부위의 파형. 흰색 축척 막대는 1mm를 나타냅니다. 노란색 눈금 막대는 100ms를 나타냅니다.

협 착 증 P 값
AVF 아니요
시간 평균 최대 속도(mm/s) 180년 878 0.0023
협착 직경 (mm) 0.62 ± 0.01 0.63 ± 0.01 0.3558
% 협착증 (업스팀) 43% 66% 0.0159
% 협착 (다운 스팀) 42% 56% 0.0006

표 1. 각 그룹의 IVC 협착 영역에서 초음파 측정. 수술 후 7일째에 협착증을 갖는 마우스와 단독으로 협착증을 갖는 마우스의 IVC 협착 부위에서 초음파 유래 측정. %협착 (업스트림) = (1 - [업스트림 기준 세그먼트에서 협착 / 직경]) x 100 %. %협착 (다운 스트림) = (1 - [다운스트림 기준 세그먼트에서 협착 / 직경]) x 100 %. %팽창 = (수술 후 7 일 직경 / 동일한 세그먼트에서 수술 전 직경) x 100 %. P 값은 학생의 t-검정, n = 4-6을 기준으로 합니다.

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Discussion

뮤린 AVF 모델은 AVF 성숙도13,14로이어지는 기본 메커니즘 및 분자 이벤트를 연구하는 데 사용되어 왔다. 이 연구에서, 우리는 누공의 유출 관에 IVC 협착을 가진 새로운 뮤린 대공 관누공 모형을 만들기 위하여 확립된 뮤린 AVF 모형을 수정했습니다. 우리의 결찰 모델은 혈관 결찰을 사용하는 몇몇 이전에 기술된 뮤린 모형과 유사합니다. 심부정맥 혈전증의 뮤린 모델은 30 G 바늘 스페이서(15)와 함께 부분 IVC 결찰을 사용하여 만들어졌다; 우리는 더 작은 협착증을 만들고 그로 인하여 혈전 폐색을 피하기 위하여 더 큰 22 G IV 카테터 스페이서를 이용했습니다. 부분 경동맥 결찰의 뮤린 모델은 방해 흐름을 유도하기 위해 사용되었다, 동맥 경화증으로 이어지는16; 우리의 모델은 유사하게 부분 정맥 결찰을 사용하고 그에 따라 부분 결찰의 영역에서 IVC에서 방해 흐름을 입증했다.

누공 정맥 협착에 기인한 AVF 성숙 실패의 근본적인 기계장치는 공부되었습니다. 전단 응력의 방해 주파수를 포함하는 혈역학적 변화는 중요한 인자17,18로나타났다. 전산 유체 역학 시뮬레이션은 정맥 협착증19에서 방해된 흐름을 보였지만, 정맥 협착증을 가진 AVF의 동물 모델은 이전에 보고되지 않았다. 이 수정 된 뮤린 대공 누공 모델은 중앙 정맥 협착증AVF를 연구하는 데 사용할 수 있습니다. 협착증의 IVC 직경은 이 모델의 변형이 적고 일관성이 있습니다. IV 카테터를 이용한 부분 IVC 결찰은 이 모델의 재현성을 증가시킨다. 임상 증상과 중앙 정맥 협착증의 징후는 종종 국피 측두부에서 누공이생성 된 후에만 발생합니다 9. 이 모델에서, 부분적인 IVC 협착증을 갖는 마우스(&50%). 정상적인 흐름을 보였고 자각 증상이 없었으며 AVF를 첨가하면 증상을 유발할 수 있는 정도까지 협착의 정도가 증가했습니다(>50%) (그림2,표 1). 이러한 결과는 중앙 정맥 협착증의 표현형을 모방; 누공의 존재로 인한 정맥 흐름이 증가하면 무증상 중앙 정맥 협착증의 존재를 드러날 수 있으며, 이는 정맥 고혈압과 누공 성숙의 실패를 유발합니다.

절차의 성공률과 일관성을 개선하기 위한 몇 가지 중요한 단계와 요점이 있습니다. IVC에 서로 다른 측면 분기가 있는 경우 8-0 봉합사는 가지에 비탈리(caudally)로배치된다(그림 1). 본래 murine AVF 모델에서, IVC의 측면 가지는 가지의 높은 혈관 저항이 누공 흐름이 가지로 유입되는 것을 막기 때문에 전형적으로 무시된다. 그러나, IVC 협착증이 이 모형에 있는 명백한 측 가지에 근접하게 생성되는 경우에, 누공 교류는 새로 배치된 봉합사에 의하여 혈관 저항 때문에 가지로 탈출할 수 있습니다. 대규모 출혈을 피하기 위해, IVC 해부는 왼쪽 신장 정맥에 즉시 열등하게 시작되고 IVC가 결찰될 지점까지 더 열등하게 확장됩니다. 이 단계는 이 수술의 가장 중요한 부분입니다. 손상된 IVC 또는 가지에서 출혈은 통제할 수 없을 것입니다. 또한 봉합사를 주위에 놓을 때 IVC를 만지지 않도록하고 잠재적으로 찢어지지 않도록 8-0 봉합사는 처음에 IVC와 대강장 둘 다 주위에 배치되고, 그 다음에는 IVC 만 아래에 재배치됩니다. 마지막으로, 8-0의 매듭 봉합사는 수술 후 초음파 검사에 영향을 미칠 수있는 유물을 방지하기 위해 직접 전방이 아닌 IVC의 측면에 배치됩니다.

이 연구의 잠재적인 한계는 이 모델의 IVC 협착증이 외부 기계적 압축에 의해 생성된다는 것입니다. 봉합사 및 IVC 해부에 기인한 출현 염증은 잠재적으로 협착 지역에 정맥 개조에 영향을 미칠 수 있었습니다. 또한,이 모델의 누공은 대동맥과 IVC 사이에 만들어지므로 모든 누공 흐름이 IVC 협착증으로 향하지만 인간의 상지에서 생성 된 누공은 종종 부수적 인 정맥이 발달하여 협착을 자각 증상이 유지합니다. 말단 부종 및 부수적 인 형성과 같은 중앙 정맥 협착증의 물리적 인 징후는이 모델에 표시되지 않습니다.

요약하자면, 우리는 IVC 유출 협착증이 있는 새로운 뮤린 대공국 누공 모델에 대한 프로토콜을 도입하여 쉽게 수행하고 재현할 수 있습니다. 우리는 이 모형이 AVF 성숙에 영향을 미칠 수 있는 중앙 정맥 협착증에 의하여 혈역학적인 변경을 공부하는 것이 유용할 것이라는 점을 기대합니다.

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Disclosures

저자는 공개 할 것이 없다.

Acknowledgments

이 작품은 미국 국립 보건원에 의해 지원되었다 (NIH) 그랜트 R01-HL128406; 재향 군인 업무 생물 의학 실험실 연구 및 개발 프로그램 공로 검토 상 I01-BX002336의 미국 부서; 뿐만 아니라 자원과 VA 코네티컷 의료 시스템, 웨스트 헤이븐, CT에서 시설의 사용과 함께.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
20-60 Mhz scan head VisualSonics Inc. RMV-704
8-0 Sterile Micro Suture, 6mm (140 µ), 3/8 Circle, TAP Point Needle AROSuture T06A08N14-13 polyamide monofilament sutures
Induction Chamber, 2 Liter
3.75"W x 9.00"D x 3.75"H
VetEquip 941444
Isoflo, Isoflurane liquid Zoetis 26675-46-7
Mice, C57BL/6J The Jackson Laboratory 664
Pet Bed Microwave Heating Pad Snuggle Safe 6250
PrecisionGlide Needle 25G BD 305122
Surflo I.V. Catheter 22G Terumo SR-OX2225CA 0.85mm outer diameter
Vascular clamp Roboz Surgical Instrument RS-5424
Vevo770 High Resolution Imaging System VisualSonics Inc. 770

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References

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의학 문제 149 혈관 생물학 해부학 생리학 수술 대동맥 열등한 정맥 동맥 누공 대동맥 누공 중앙 정맥 협착 마우스 결찰 동물 모델
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Isaji, T., Ono, S., Hashimoto, T.,More

Isaji, T., Ono, S., Hashimoto, T., Yamamoto, K., Taniguchi, R., Hu, H., Wang, T., Koizumi, J., Nishibe, T., Hoshina, K., Dardik, A. Murine Model of Central Venous Stenosis using Aortocaval Fistula with an Outflow Stenosis. J. Vis. Exp. (149), e59540, doi:10.3791/59540 (2019).

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